Published May 1975 | Version v1
Journal article

Saturation magnetic moments, magnetic hyperfine fields and electric field gradients at nuclei in the heavy rare earth metals

Creators

  • 1. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, Chippendale (Australia). National Measurement Lab.

Description

The contributions of 4f, 5d and 6s electrons to the saturation magnetic moments and magnetic hyperfine fields in the heavy rare earth metals are calculated using the model described in the previous paper. It is found that 4f shell moments are reduced from their free ion values by amounts varying from 0.05 μsub(B) in Gd to several tenths of a Bohr magneton in Tb and Dy, in qualitative agreement with a recent published analysis of neutron diffraction results in Tb, but that the calculated total saturation moments in Tb and Dy are slightly larger than commonly accepted experimental values. After 6s contributions to magnetic hyperfine fields are determined by fitting observations in Gd, the predicted differences between the fields for metals and those for free ions are such that the estimated uncertainty ranges of the theoretical values overlap the experimental ranges. The 5d contribution in the model is negative, varying from about -40 kOe in Tb to -200 kOe in Er. Electric field gradients are also analysed. Observed results can be fitted if the average effective Sternheimer screening factor R*sub(d) for 5d electrons in the metals satisfies (1 - R*sub(d)) approximately 0.7. (orig.)

Abstract (German)

Der Beitrag von 4f-, 5d- und 6S-Elektronen zu den magnetischen Saettigungsmomenten und den magnetischen Hyperfeinfeldern in den schweren Erdmetallen werden nach dem im vorigen Aufsatz beschriebenen Modell berechnet. Es wird festgestellt, dass die freien Ionenwerte von 4f-Schalenmomenten um Werte zwischen 0,05 μsub(B) bei Gd und einige Zehntel eines Bohrschen Magnetons bei Tb und Dy verringert werden - was qualitativ einer kuerzlich veroeffentlichten Analyse ueber Neutronenbeugung in Tb entspricht -, dass jedoch die berechneten gesamten Saettigungsmomente in Tb und Dy etwas hoeher liegen als allgemein akzeptierte experimentelle Ergebnisse. Nach Bestimmung der Gs-Beitraege zu magnetischen Hyperfeinfeldern durch Anpassung der Beobachtungen an Gd sind die vorhergesagten Unterschiede zwischen den Feldern fuer Metalle und freie Ionen so, dass die geschaetzten Unsicherheitsbereiche der theoretischen Werte die experimentellen Bereiche ueberschneiden. Der 5d-Beitrag des Modells ist negativ und variert von etwa -40 kOe bei Tb bis zu -200 kOe bei Er. Die elektrischen Feldgradienten werden ebenfalls untersucht. Die gefundenen Ergebnisse koennen angepasst werden, wenn der mittlere effektive Sternheimer-Abschirmfaktor R*sub(d) fuer 5d-Elektronen in den Metallen die Beziehung (1 - R*sub(d)) ca. 0,7 erfuellt. (orig./AK)

Additional details

Identifiers

Publishing Information

Journal Title
Zeitschrift f�r Physik B Condensed Matter and Quanta
Journal Volume
21
Journal Issue
1
Series
Z. Phys., B.
Journal Page Range
79-87
ISSN
0340-224X

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
6205652
Subject category
S75: CONDENSED MATTER PHYSICS, SUPERCONDUCTIVITY AND SUPERFLUIDITY;
Descriptors DEI
ELECTRONIC STRUCTURE; HYPERFINE STRUCTURE; MAGNETIC MOMENTS; MATHEMATICAL MODELS; RARE EARTHS
Descriptors DEC
ELEMENTS; METALS

Optional Information

Notes
4 tabs.; 36 refs.; Updated automatically by Metadata and Full-Text Enrichment Agent